Главная » Справочник » Электротехнические материалы

Cилитовые нагреватели
111

   Силитовые нагреватели

    Одним из видов нагревательных элементов являются силиты. Силиты представляют собой смесь силиката углерода SiC (карборунд), глицирина и свободного кремния.
    Для силитов характерна большая устойчивость при достаточно высоких температурных режимах, а также падением мощности (увеличением сопротивления) вместе с возрастанием температуры. Из-за большой зависимости сопротивления силитов от температуры нужна в обязательном порядке регулировка напряжения.
    Карбидкремниевые силиты применяются в электропечах в режимах непрерывной и периодической работы с температурой по поверхности активной зоны нагревателя до 1450˚С
    Еще одно положительное качество силитов, это их небольшой вес при одинаковой мощности по сравнению с металлическими нагревателями, что позволяет значительно снизить затраты в применении их в печах с большой площадью, как если бы нагреватели изготовляли бы, например, из нихрома. Поэтому за силитовыми нагревателями стоит будущее в разработке экономичных, мощных нагревательных устройств нового поколения.
    В типовом исполнении, силитовые нагреватели изготовляются в виде стержней, в которых рабочая часть находится в центральной части, а по обе стороны расположены холодные зоны, имеющие пониженное сопротивление. Для лучшего контакта при соединении края силитов покрывают порошковым алюминием. Производятся нагреватели уменьшенного диаметра в активной зоне в сравнении с холодными зонами и единого диаметра по всей длине стержня. Конструкция его показана на рис.1.
                                                
    Обозначения на рисунке:
m – длина холодной части;
l – длина греющей части (рабочая зона);
L – единая длина;
n – участок покрытия порошковым алюминием (для подсоединения)
d – диаметр рабочей зоны
D – диаметр холодной части.

Типовые размеры силитовых нагревательных элементов
 dxDxlxL (m) [mm]
 R (Om)
 8x14x100x360 (130)
 2,4
 8x14x150x450 (150)
 3,6
 8x14x180x480 (150)
 4,4
 14x22x200x700 (250)
 1,8
14x22x250x750 (250)
2,2
14x22x400x1100 (350)
3,5
18x28x250x950 (350)
1,3
18x28x300x1000 (350)
1,7
18x28x500x1300x(400)
2,7


Свойства:
1.  Диапазон рабочих температур от 600°C до 1600°C,
2.  Работа в воздухе, в других атмосферах, где максимальная температура зависит от катмосферы в печи,
3.  Cтойкость на гораздо большие электрические нагрузки, чем металические элементы, при сохранении значительных достижений, как при постоянных, так и при циклических нагревательных процессах,
4.   Монтаж может вестись как вертикальный, так и горизонтальный.
Применение:
    Силитовые нагревательные элементы находят применение в различных печах: начиная от малых лабораторных печей до больших промышленных, где нагревательный процесс идет в широком диапазоне температур. К таким печам относятся печи, применяемые в термической обработке керамики, металлов, стекла и др. (например, КО-14, КS-520, KS400…KS800, типа PSK, PSR.)
Монтаж:
1.    Так как для силитовых нагревателей характерна хрупкость, то при транспортировке, в процессе монтажа требует особой аккуратности, а также нужно обращать внимание на мех-повреждения.
2.    Монтажные отверстия выполняют по оси во избежание поперечных нагрузок.
3.    Монтажные отверствия должны быть выполнены по оси, для того, чтобы не доходило до поперечных нагрузок, на которые силитовые нагревательные элементы наиболее восприимчевы.
4.    Активные зоны нагревателей не должны находиться внутри монтажных отверстий. Эти отверстия должны иметь большой диаметр, исключающими прикосновения с нагревателями; возможно прикосновения силитов только с керамическими материалами.
5.    Вывода нагревательных элементов необходимо выполнять за пределами воротников втулок, причем расстояние должно быть не менее двойного диаметра силитового стержня.
6.    Оптимальное расстояние между осями соседних нагревательных элементов должно быть равняться 2,5-3 кратности диаметра силитов, но не менее двух их диаметров.
Принципы расположения силитов в печи показаны на рисунке 2.
                                                 
A = (1.5×D) – минимальное расстояние между осью нагревательного элемента и стенкой печи,
B = (2×D) – минимальное расстояние между осями нагревательных элементов,
C = (2×D) – минимальное расстояние между осью нагревательного элемента и предметом топки,
фD – диаметр нагревательного элемента.
    В некоторых случаях может оказаться необходимым увеличить выше указанные величины.
    Электрическая характеристика
    График зависимости сопротивления силитовых нагревателей от температуры показан на рис.3. Из графика видно, что силиты имеют положительный ТКС. При низких температурах сопротивление у них высокое, при нагревании оно уменьшается и достигнув температуры примерно 700С, становится максимальным. При дальнейшем нагревании, сопротивление постепенно растет. Заштрихованное пространство на графике обозначает разброс в неточности измерения, так как сопротивление при нагревании до 600С имеет дифференцированную величину и точно измерить сопротивление здесь трудно.
                                                            
    Мощность и поверхостная нагрузка
    У силитовых нагревателей нет номинальной мощности.  Мощность здесь определяется функцией температуры, атмосферы, где работают нагреватели, в том числе циклы и работы
Чтобы получить достаточную по мощности и в то же время продолжительного действия в эксплуатации печь подбирают параметры так, чтоб поверхностная нагрузка была в пределах 3…8 Вт/см².

    Атмосфера:
    Наиболее лучшей атмосферой в работе силитовых нагревателей является чистый сухой воздух, но также возможно эти нагреватели применять и в других средах, которые требуют различные технологические процессы.
    Силиты окисляются, продукт их окисления – это двуокись кремния, благодаря чему создается аморфичный устойчивый охранный слой на поверхности силитов, предохраняющий их от дальнейшего окисления.
    Очень плохо действует на выносливость силитовых нагревательных элементов водяной пар, приводящий даже при незначительном временном промежутке к неотвратимым повреждениям на их поверхности. Поэтому перед установкой нагревателей, печь подвергают тщательной сушке. В случаях, если необходима сушка печи с помощью силитовых нагревателей, нужно обеспечить вентиляцию печи.
   Максимальные температуры работы в зависимости от выбранных атмосферах представлены в таблице:

 АтмосфераTmax, ºC
Замечания
 Чистый сухой воздух
 1625 
 Чистый кислород
 1500 Быстрое окисление по сравнению с воздухом
 Азот 1350 При температуре выше 1350 ºС создаются нитриды кремния
 Чистый водород
 1200 окисления при влажной атмосфере
 Вакуум 1200 ограничение во времени

   Замечания:
    Резкие нагревания вредны для керамических элементов. Хотя силиты выносливы на термический шок, все-таки при запуске на низких температурах необходимо снизить входное напряжение тем самым увеличивая скорость нагревания элементов.
    Категорически запрещается превышать напряжение, рекомендованное производителем.        Рекомендуется производить ограничения в напряжении.
     Никогда не нужно превышать испытательное напряжение поданное  производителем (обычно в каталоге или на нагревательном элементе). Полезно ограничение напряжения до минимума рассчитанному на основании мощности и номинального сопротивления по формуле:
                                                                 U²=PR,
 где P – проектная мощность (Вт), R – сопротивление номинальное (1000°C) (Ом).




Категория: Электротехнические материалы | Добавил: Электрик (16.11.2013)
Просмотров: 8846 | Комментарии: 2 | Теги: карбид кремния, нагерватели, силиты | Рейтинг: 2.0/1
Интересное и полезное.

Всего комментариев: 2
avatar
1
Здравствуйте.
Меня интересуют силиты. Скажите пожалуйста, есть ли они у вас и какова цена?
С уважением, Павел.
avatar
0
2
К сожалению, Павел, мы не торгуем ни силитами, ни какой либо другой электротехнической продукцией. Этот сайт только информационного плана. По крайней мере, пока. Я, думаю, можно найти без труда интернет-магазины по любой продукции.
avatar